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摘要:介绍了滤筒式除尘器的原理、结构特点以及在抛丸机上的应用情况,分析了滤筒式除尘器在半年内两次起火的原因,并提出了相应的防范措施.
关键词:抛丸机;滤筒式除尘器;起火;措施

前言
由于滤筒式除尘器具有体积小、效率高、操作简便等优点,近年来在各行业得以推广应运.湘钢宽厚板厂采用两台QX6938钢板抛丸清理机串联的生产布置对钢板进行除锈处理,抛丸机的除尘采用倒锥式除尘器与滤筒式除尘器串联形成二*除尘系统.
1结构特点
滤筒式除尘器主要由进风管道、排风管道、框架、滤芯、反吹系统、卸灰系统、电控装置组成.我公司选用型号为HR4-64的滤筒64件,滤筒尺寸为φ360*660,单筒过滤面积为15m2,滤筒由顶盖、金属框架、褶形滤料、底座4部分组成,滤筒是用设计长度的滤料折叠成褶,*尾粘合成筒,筒的内外用金属框架支撑,上下用顶盖和底座固定.顶盖有固定螺栓及垫圈.滤筒的构造见图1.为便于操作和检修,滤筒采用倾斜布置.该除尘器有较高的除尘效率,除尘效率达99.99%,排尘浓度<50mg/m3.

图1滤筒结构示意图

2工作原理
滤筒式除尘器为负压运行,含尘气流从位于除尘器上部的进风口下行进入箱体,箱体内的导流板迫使气流向下穿过滤筒,由于气流断面突然扩大,气流中*部分颗粒粗大的尘粒在重力和惯性力作用下沉降下来,粒度细、密度小的尘粒进入过滤室后,通过布朗扩散和筛滤等综合效应使粉尘沉积在滤料表面,净化后的空气透过滤料进入清洁室从出风口排出.当粉尘在滤料表面上越积越多,阻力达到设定值时,脉冲阀打开,压缩空气直接喷入滤筒中心,对滤筒进行顺序脉冲清灰,抖落积尘,使其恢复低阻运行,掉入灰斗内收集的粉尘通过卸灰阀连续排出(见图2).维修时,只需要人工将检修盖上的手轮旋下即可轻松取出滤筒.

图2工作原理图

3滤筒式除尘器的使用
滤筒式除尘器在使用中除尘效果显著,但抛丸机组在投产半年中滤筒式除尘器内两次起火,烧坏滤筒数十个,造成了大的经济损失.
3.1起火原因分析
发生燃烧应具备三个条件,即可燃物、助燃物、引燃能量.这三个条件必须同时具备,缺*不可,只有它们相互结合,相互作用,燃烧才能发生和继续进行.我们知道铁锈粉尘属二*易燃固体,其燃点和引燃能量均较低.查文献资料知,如果铁锈粉尘的平均粒径在100~150μm时,燃点温度范围为240~439℃,远低于其熔化温度.粉尘的可燃性与其的粒径、成分、浓度、燃烧热以及燃烧速度等多种因素有关,粒径越小,比表面积越大,越易点燃.抛丸时产生的粉尘极细,主要成分为铁粉、铁的氧化物及灰尘,取铁锈粉尘进行点火试验,*点即着,如在风机气流的助燃下,燃烧速度很快.同时滤筒式除尘器的滤料材质*般为纸质或聚酯纤维,其中以后者居多,这两种材料均为易燃品.
易燃的铁锈粉尘被引发着火有几种可能情况,燃烧火源通常是由炽热颗粒物、冲击与摩擦火花、静电火花等引起的.
3.1.1外部炽热物吸入除尘器,导致起火
外部炽热颗粒被吸入除尘器,引燃内部的铁锈粉尘,致使易燃的滤筒起火燃烧,电焊和气割产生的火花火星温度均达数百度,引燃铁锈粉尘很容易.我公司抛丸机滤筒式除尘器第*次起火就是这种情况所引起.该机所用Q045抛丸器叶轮转速为n=2250r/min,抛射速度大于80m/s,高速钢丸撞击钢板也可能产生炽热颗粒或火花被吸入除尘器内引发起火.
3.1.2滤筒内温度高,导致自然起火
进入抛丸机内处理的钢板温度*般要控制在80℃之内,单台抛丸机总功率达1012KW,其中大部分的机械能会转化为热能,在生产运转过程中,系统的温度会逐渐升高.同时物料转化为粉尘,比表面积增大,提高了物质的活性,在具备可燃烧的条件下,可燃粉尘氧化放热反应速度超过其散热能力,较终转化为燃烧称为粉尘自然.粉尘越细,就越容易自然.铁锈粉尘中的Fe、FeO、Fe2O3、Fe3O4在较高温度的富氧环境中,会加速氧化产生大量氧化热,除尘器内大量粉尘堆积,热量聚集可能使铁锈粉尘达到自燃温度,从而发生自行燃烧.
3.1.3静电导致起火
铁锈粉尘在高速气流中会产生静电.由于天然辐射、离子或电子附着,尘粒之间或粉尘与物体之间的摩擦,通常会使尘粒带有电荷.铁锈粉尘在管道内流动时,自身相互摩擦,尘粒与管道、设备内壁的摩擦可以产生数千伏的静电电位,同时此种粉尘静电具有分散性和悬浮性的特点,分散性增大了摩擦面积,悬浮性使铁锈颗粒接触但不连续,从而导致静电电位越来越高.当累积电位增大到粉尘间的击穿场强时,就会产生静电火花,当放电能量达到或超过铁锈粉尘的较小点火能量时,就会发生起火事故.试验表明化学纤维滤料通常是产生静电较集中的地方,堆在滤筒上的粉尘使空间电场强度增大,当积累到粉尘间的击穿场强时,就会发生静电火花放电,其放电能量足以引燃铁锈粉尘.
3.2应对措施
鉴于两次事故的教训,*次为抛丸机旁气焊作业,使炽热颗粒被吸入除尘器引起起火,另*次为生产中的自行起火.为防止除尘器内起火事故的再次发生,宽厚板厂采取相关的应对措施.
3.2.1检修中的火源控制
在其后的抛丸机组内外检修作业时,严格控制火源,防止线路打火,在气电焊作业时先要清除周围的粉尘,检修作业后10分钟后才许开机试车或生产,同时在抛丸机组附近严禁吸烟或其它点火,避免炽热颗粒或火花被吸入除尘器内.
3.2.2接地保护
相关设备设施均保持良好的接地,其接地电阻要求在1~4Ω范围之内,避免设备设施静电积累;此外增加导电性,用导体或导电物质代替高绝缘性物质,特别是采用了抗静电滤料.
3.2.3定期清理铁锈粉尘
防止铁锈粉尘沉积,热能聚积,要及时清理除尘器内的积灰,规定每班次都要进行反吹卸灰.
3.2.4提高操作检修人员的风险意识
对操作、检修人员进行理论及实践知识的培训,使员工意识到铁锈粉尘的易燃性,在生产中密切注意滤筒式除尘器的运行状况.
4结语
通过采取有效的防火措施,从多方面消除安全隐患,抛丸机组除尘系统得以安全运行,滤筒式除尘器在抛丸机上的应用成功.
参考文献:
[1]张殿印,王纯.除尘工程设计手册[M].北京:化学工业出版社,2006.
[2]张国顺.燃烧爆炸危险与安全技术[M].北京:中国电力出版社,2003.
[3]张殿印,张学义.除尘技术手册[M].北京:冶金工业出版社,2002.